CN107260343B - 一种种植牙组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种种植牙组件的制造方法，包括以下步骤：步骤S1、基于CBCT获取患者口腔数据，并根据该口腔数据建立患者的颌骨数字化模型，再根据颌骨数字化模型并采用3D打印技术打印出颌骨实体模型；根据患者缺牙情况和颌骨数字化模型设计得到适用于患者的种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型；步骤S2、在颌骨实体模型上模拟种植牙手术，以此对种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型进行修正，以得到修正结果；步骤S3、根据修正结果并采用3D打印技术打印出种植体和种植牙固定装置，并对种植体和种植牙固定装置进行表面处理；根据修正结果制作种植牙手术导板。本发明设计巧妙，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及牙科手术设备领域，尤其涉及一种种植牙组件的制造方法，其中具体包括个性化的种植体、种植牙固定装置以及种植牙手术导板的制造方法。
背景技术
传统的口腔种植牙修复方法是制造一系列不同直径不同长度的种植体，然后根据患者的颌骨条件选择一款相对合适的种植体进行手术植入。然而，很多患者的颌骨条件(比如骨高度、宽度、密度等)不是很理想，往往需要在临床手术中进行骨增量植骨，甚至通过改变手术方法来适应种植体的植入，这样给患者带来巨大的手术痛苦，同时也增加了医疗费用。
另一方面，传统手术技术难度高，使得很多牙医师不能完成复杂的植牙手术，这限制了种植牙修复技术的广泛应用。
发明内容
本发明根据上述技术问题，提出了一种种植牙组件的制造方法。
本发明所提出的技术方案如下：
本发明提出了一种种植牙组件的制造方法，种植牙组件包括种植体、种植牙固定装置以及种植牙手术导板，所述制造方法包括以下步骤：
步骤S1、基于CBCT获取患者口腔数据，并根据该口腔数据建立患者的颌骨数字化模型，再根据颌骨数字化模型并采用3D打印技术打印出颌骨实体模型；根据患者缺牙情况和颌骨数字化模型设计得到适用于患者的种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型；
步骤S2、在颌骨实体模型上模拟种植牙手术，以此对种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型进行修正，以得到修正结果；
步骤S3、根据修正结果并采用3D打印技术打印出种植体和种植牙固定装置，并对种植体和种植牙固定装置进行表面处理；根据修正结果制作种植牙手术导板。
本发明上述的种植牙组件的制造方法中，口腔数据包括上下颌骨数据、颞颌关节数据、牙齿数据；口腔数据经过互联网传输到数据处理中心，并通过数据处理中心进行分析处理，从而得到颌骨数字化模型。
本发明上述的种植牙组件的制造方法中，根据该口腔数据建立患者的颌骨数字化模型的步骤包括图像分类子步骤、编辑子步骤和三维计算处理子步骤。
本发明上述的种植牙组件的制造方法中，种植牙固定装置数字化模型包括U型卡板，该U型卡板包括应力部位以及分别连接在应力部位两侧的臂部；种植牙固定装置数字化模型还包括用于将臂部固定在种植牙手术导板上的螺钉；U型卡板上开设有用于对种植体数字化模型进行定位的多个方形通孔，该多个方形通孔阵列排列；种植牙固定装置数字化模型还包括与应力部位连接的固定柱；种植牙手术导板模型的内表面与颌骨数字化模型相适配，种植牙手术导板模型的外表面的形状与种植体数字化模型和种植牙固定装置数字化模型相适配。
本发明上述的种植牙组件的制造方法中，每个方形通孔呈漏斗状，其口部边长为0.5mm-1mm；臂部的厚度为0.5mm-1mm。
本发明上述的种植牙组件的制造方法中，步骤S2包括：采用种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型分别打印出种植体试验模型、种植牙固定装置试验模型以及种植牙手术导板试验模型；然后，将种植牙固定装置试验模型安装在种植牙手术导板试验模型外表面，并将种植牙手术导板试验模型的内表面贴靠在颌骨实体模型上，再采用种植体试验模型模拟种植牙手术，检测种植牙手术导板试验模型与颌骨实体模型的贴合情况，检测种植体试验模型与种植牙固定装置试验模型是否就位，并根据检测结果，对种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型进行修正。
本发明上述的种植牙组件的制造方法中，种植体和种植牙固定装置在3D打印过程中所采用的金属粉为医用纯钛金属或钛合金。
本发明上述的种植牙组件的制造方法中，在步骤S3中，采用阳极氧化法对种植体和种植牙固定装置进行表面处理，以形成多孔膜层，该多孔膜层的孔径为100nm-500nm，该多孔膜层的孔洞呈纳米三维网状结构，表面没有微裂纹，厚度为2μm。
通过本发明的种植牙组件的制造方法，可以实现以下技术效果：
1、信息采集方便精确：基于患者颌骨CBCT的精确医学图像扫描所获得的上下颌骨数据、颞颌关节数据、牙齿数据等口腔数据更为精确；
2、通过互联网将数据传输到数据处理中心，信息传输安全稳定可靠；
3、数据处理能力强大，能够在数据处理中心对患者的口腔数据进行分析处理、重建颌骨数字化模型；
4、虚拟设计水平高，根据患者缺牙情况并结合临床检查，对颌骨进行分析评估，设计出适合患者个性化根形种植体、种植牙固定装置，同时设计出与之匹配并在手术中使用的种植牙手术导板，从而完成患者缺牙种植修复的整体方案；
5、整体方案可以检验并修正误差，通过3D打印制作患者颌骨实体模型，并在模型上模拟植牙手术以检验设计方案的合理性，如遇问题再做修正；
6、3D打印设备先进技术成熟，将准确设计方案数据传输给钛金属或者钛合金3D打印机进行增材制造并完成所设计的个性化根形种植体和种植牙固定装置的制造；
7、通过表面处理将该个性化根形种植体和种植牙固定装置进行表面处理并使之达到纳米级表面形貌；
8、在颌骨实体模型上根据种植体设计要求制作得到种植牙手术导板，以引导正确手术方向，达到精准植入。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1示出了本发明实施例的颌骨实体模型的下颌模型的照片；
图2示出了本发明实施例的颌骨实体模型的上颌模型的照片；
图3示出了本发明实施例的种植牙固定装置数字化模型的爆炸示意图；
图4示出了图3所示的种植牙固定装置数字化模型的侧面示意图；
图5示出了图4所示的种植牙固定装置数字化模型的A-A向剖面图；
图6示出了本发明实施例的种植体数字化模型的示意图；
图7示出了本发明实施例的种植体表层的一SEM图谱；
图8示出了图7所示的种植体表层的又一SEM图谱；
图9示出了图7所示的种植体表层的再一SEM图谱；
图10示出了本发明实施例的多孔膜层的一SEM图谱；
图11示出了图10所示的多孔膜层的又一SEM图谱；
图12是本发明实施例的种植牙固定装置的舌侧安装照片；
图13是本发明实施例的种植牙固定装置的唇侧安装照片；
图14是本发明实施例的种植牙手术导板的照片；
图15示出了本发明的种植牙组件的制造方法的流程图。
具体实施方式
本发明所要解决的技术问题是：很多患者的颌骨条件(比如骨高度、宽度、密度等)不是很理想，往往需要在临床手术中进行骨增量植骨，甚至通过改变手术方法来适应种植体的植入，这样给患者带来巨大的手术痛苦，同时也增加了医疗费用。本发明就该技术问题而提出的技术思路是：基于CBCT获取患者口腔数据，并根据该口腔数据建立患者的颌骨数字化模型，再根据颌骨数字化模型并采用3D打印技术打印出颌骨实体模型；根据患者缺牙情况和颌骨数字化模型设计得到适用于患者的种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型；在颌骨实体模型上模拟种植牙手术，以此对种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型进行修正。本发明的种植牙组件的制造方法设计巧妙，实用性强。
为了使本发明的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
具体地，本发明提出了一种种植牙组件的制造方法，在这里，种植牙组件包括种植体、种植牙固定装置以及种植牙手术导板；种植牙组件的制造方法包括以下步骤：
步骤S1、基于CBCT获取患者口腔数据，并根据该口腔数据建立患者的颌骨数字化模型，再根据颌骨数字化模型并采用3D打印技术打印出颌骨实体模型，如图1-图2所示；根据患者缺牙情况和颌骨数字化模型设计得到适用于患者的种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型；
在本步骤中，CBCT是Cone beam CT的简称，即锥形束CT。顾名思义是锥形束投照计算机重组断层影像设备，其原理是X线发生器以较低的射线量(通常球管电流在10mA左右)围绕投照体做环形DR(数字式投照)。
口腔数据包括上下颌骨数据、颞颌关节数据、牙齿数据。同时，口腔数据会经过互联网传输到数据处理中心，并通过数据处理中心进行分析处理，从而得到颌骨数字化模型。
在本步骤中，根据该口腔数据建立患者的颌骨数字化模型的步骤包括图像分类子步骤、编辑子步骤和三维计算处理子步骤。
进一步地，在本步骤中，在根据患者缺牙情况和颌骨数字化模型设计得到适用于患者的种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型的步骤中，种植体数字化模型呈牙根状，其尺寸与颌骨数字化模型上缺牙位置形状相适配；如图3-图5所示，种植牙固定装置数字化模型包括U型卡板，该U型卡板包括应力部位108以及分别连接在应力部位108两侧的臂部102；种植牙固定装置数字化模型还包括用于将臂部102固定在种植牙手术导板上的螺钉104；U型卡板上开设有用于对种植体数字化模型进行定位的多个方形通孔105，该多个方形通孔105阵列排列；每个方形通孔105呈漏斗状，其口部边长为0.5mm-1mm；臂部102的厚度为0.5mm-1mm；种植牙固定装置数字化模型还包括与应力部位108连接的固定柱101；该固定柱101的直径为2mm-3mm；种植体数字化模型的结构如图6所示，其外壁设有螺纹；种植牙手术导板模型的内表面与颌骨数字化模型相适配，种植牙手术导板模型的外表面的形状与种植体数字化模型和种植牙固定装置数字化模型相适配，以完成患者缺牙种植修复。
步骤S2、在颌骨实体模型上模拟种植牙手术，以此对种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型进行修正，以得到修正结果；
在这里，如图12-图15所示，在颌骨实体模型上模拟种植牙手术是用于检验手术设计方案的合理性。具体地，在本步骤中，还会采用种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型分别打印出种植体试验模型、种植牙固定装置试验模型以及种植牙手术导板试验模型，然后，将种植牙固定装置试验模型安装在种植牙手术导板试验模型外表面，并将种植牙手术导板试验模型的内表面贴靠在颌骨实体模型上，再采用种植体试验模型模拟种植牙手术，检测种植牙手术导板试验模型与颌骨实体模型的贴合情况，检测种植体试验模型与种植牙固定装置试验模型是否就位，并根据检测结果，对种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型进行修正。
步骤S3、根据修正结果并采用3D打印技术打印出种植体和种植牙固定装置，并对种植体和种植牙固定装置进行表面处理；根据修正结果制作种植牙手术导板。
在本步骤中，采用钛金属或钛合金3D打印机实现对种植体和种植牙固定装置的打印。具体地，种植体和种植牙固定装置在3D打印过程中所采用的金属粉为医用纯钛金属或钛合金，所采用的技术参数为：金属3D打印的层厚为20μm-30μm，功率为80W-100W，扫描速度为200mm/s-400mm/s，扫描间距为100μm-200μm。如图7-图9所示，通过3D打印机技术，种植体表层形成有表面光滑的球体结构，该球形结构使得种植体表层结构性粗化，球体结构的直径20μm-50μm，表面坑洞间距20μm-100μm。在种植体和种植牙固定装置打印完成后，用高压水反复冲洗，超声震荡40分钟后干燥。在本步骤中，金属3D打印机选用型号为EOSINT M 280的3D打印机。
由于种植体和种植牙固定装置是采用3D打印技术打印出的，表面较为粗糙，因此，需要进行表面处理。在本步骤中，如图10-图11所示，采用阳极氧化法对种植体和种植牙固定装置进行表面处理，以形成多孔膜层，该多孔膜层的孔径为100nm-500nm，该多孔膜层的孔洞呈纳米三维网状结构，表面没有微裂纹，厚度为2μm。
通过本发明的种植牙组件的制造方法，可以实现以下技术效果：
1、信息采集方便精确：基于患者颌骨CBCT的精确医学图像扫描所获得的上下颌骨数据、颞颌关节数据、牙齿数据等口腔数据更为精确；
2、通过互联网将数据传输到数据处理中心，信息传输安全稳定可靠；
3、数据处理能力强大，能够在数据处理中心对患者的口腔数据进行分析处理、重建颌骨数字化模型；
4、虚拟设计水平高，根据患者缺牙情况并结合临床检查，对颌骨进行分析评估，设计出适合患者个性化根形种植体、种植牙固定装置，同时设计出与之匹配并在手术中使用的种植牙手术导板，从而完成患者缺牙种植修复的整体方案；
5、整体方案可以检验并修正误差，通过3D打印制作患者颌骨实体模型，并在模型上模拟植牙手术以检验设计方案的合理性，如遇问题再做修正；
6、3D打印设备先进技术成熟，将准确设计方案数据传输给钛金属或者钛合金3D打印机进行增材制造并完成所设计的个性化根形种植体和种植牙固定装置的制造；
7、通过表面处理将该个性化根形种植体和种植牙固定装置进行表面处理并使之达到纳米级表面形貌；
8、在颌骨实体模型上根据种植体设计要求制作得到种植牙手术导板，以引导正确手术方向，达到精准植入。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种种植牙组件的制造方法，种植牙组件包括种植体、种植牙固定装置以及种植牙手术导板，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
步骤S1、基于CBCT获取患者口腔数据，并根据该口腔数据建立患者的颌骨数字化模型，再根据颌骨数字化模型并采用3D打印技术打印出颌骨实体模型；根据患者缺牙情况和颌骨数字化模型设计得到适用于患者的种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型；
步骤S2、在颌骨实体模型上模拟种植牙手术，以此对种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型进行修正，以得到修正结果；
步骤S3、根据修正结果并采用3D打印技术，基于医用纯钛金属或钛合金的金属粉打印出种植体和种植牙固定装置，并对种植体和种植牙固定装置进行表面处理，以形成多孔膜层；根据修正结果制作种植牙手术导板；
种植牙固定装置数字化模型包括U型卡板(10)，该U型卡板(10)包括应力部位(108)以及分别连接在应力部位(108)两侧的臂部(102)；种植牙固定装置数字化模型还包括用于将臂部(102)固定在种植牙手术导板上的螺钉(104)；U型卡板(10)上开设有用于对种植体数字化模型进行定位的多个方形通孔(105)，该多个方形通孔(105)阵列排列；种植牙固定装置数字化模型还包括与应力部位(108)连接的固定柱(101)；种植牙手术导板模型的内表面与颌骨数字化模型相适配，种植牙手术导板模型的外表面的形状与种植体数字化模型和种植牙固定装置数字化模型相适配。
2.根据权利要求1所述的种植牙组件的制造方法，其特征在于，口腔数据包括上下颌骨数据、颞颌关节数据、牙齿数据；口腔数据经过互联网传输到数据处理中心，并通过数据处理中心进行分析处理，从而得到颌骨数字化模型。
3.根据权利要求1所述的种植牙组件的制造方法，其特征在于，根据该口腔数据建立患者的颌骨数字化模型的步骤包括图像分类子步骤、编辑子步骤和三维计算处理子步骤。
4.根据权利要求1所述的种植牙组件的制造方法，其特征在于，每个方形通孔(105)呈漏斗状，其口部边长为0.5mm-1mm；臂部(102)的厚度为0.5mm-1mm。
5.根据权利要求4所述的种植牙组件的制造方法，其特征在于，步骤S2包括：采用种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型分别打印出种植体试验模型、种植牙固定装置试验模型以及种植牙手术导板试验模型；然后，将种植牙固定装置试验模型安装在种植牙手术导板试验模型外表面，并将种植牙手术导板试验模型的内表面贴靠在颌骨实体模型上，再采用种植体试验模型模拟种植牙手术，检测种植牙手术导板试验模型与颌骨实体模型的贴合情况，检测种植体试验模型与种植牙固定装置试验模型是否就位，并根据检测结果，对种植体数字化模型、种植牙固定装置数字化模型以及种植牙手术导板模型进行修正。
6.根据权利要求1所述的种植牙组件的制造方法，其特征在于，种植体和种植牙固定装置在3D打印过程中所采用的金属粉为医用纯钛金属或钛合金。
7.根据权利要求1所述的种植牙组件的制造方法，其特征在于，在步骤S3中，采用阳极氧化法对种植体和种植牙固定装置进行表面处理，该多孔膜层的孔径为100nm-500nm，该多孔膜层的孔洞呈纳米三维网状结构，表面没有微裂纹，厚度为2μm。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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